Molekylär analys i realtid av bröstcancer som får neoadjuvant kemoterapi (NEO-R)

Bröstcancer (BC) är ett stort folkhälsoproblem i Frankrike, med en ökande incidens, uppskattad till ~60 000 nya fall under 2017 och 12 000 dödsfall. Trots överlevnadsförbättringar under de senaste åren är resistens mot kemoterapi (CT) fortfarande en avgörande utmaning i BC: de molekylära mekanismerna förblir dåligt kända och de nuvarande insatserna är otillräckliga för att rikta in sig på kemoresistens. Neo-adjuvant chimioterapi (NAC) används nu alltmer hos kvinnor med operabel men aggressiv BC som trippelnegativ (TN) eller HER2+ tumör (Pusztai et al, Lancet Oncol 2019). Det ger minst tre fördelar: i) tumördebulking som tillåter konservativ kirurgi, ii) anpassning av adjuvant systemisk terapi enligt det patologiska svaret, med leverans av capecitabin till TN-patienter (Masuda N. et al, N Engl J Med. 2017) och T-DM1 hos HER2+-patienter (von Minckwitz G et al., N Engl J Med. 2019) i frånvaro av patologiskt fullständigt svar (pCR), och iii) tillhandahåller resurser för att undersöka de molekylära mekanismerna för kemoresistens. Den nuvarande standard-NAC-regimen är baserad på en sekventiell association av antracyklin och taxan (och trastuzumab om HER2+) (Huober & von Minckwitz, Breast Care 2011), och uppnåendet av pCR, definierat som frånvaron av kvarvarande invasiv cancer vid patologisk utvärdering av det operativa provet (resekerat bröstprov och provtagna ipsilaterala lymfkörtlar (d.v.s. ypT0/Tis ypN0 i AJCC-stadiesystemet), är en egenskap med god prognos; patienterna utan pCR löper hög återfallsrisk (≈50 % av TN och HER2+ undertyper).

Den största flaskhalsen för att förbättra behandlingseffektiviteten för dessa patienter är identifieringen av kandidater som effektivt är involverade i motståndet mot NAC, deras validering i relevanta och prediktiva modeller och deras upptäckt från surrogatmarkörer. Naturligtvis kan sökandet efter molekylära förändringar differentiellt representerade i pre-NAC-proverna mellan de resistenta (ingen pCR) kontra känsliga (pCR) patienter, eller mellan de parade post- kontra pre-NAC-proverna avslöja kandidater involverade i resistens ("medfödd " respektive "förvärvad stabil"), men ignorerar de förändringar som inträffar under NAC som kan vara reversibla ("förvärvade reversibla") och inte identifieras i det resekerade provet (Echeverria GV, Sci Transl Med 2019), men endast identifierbara genom analys av serieprover under NAC-regimen, svåra och traumatiska i klinisk praxis.

Det aktuella projektet syftar till att identifiera robusta kandidater för läkemedelsresistens hos BC-patienter som är kvalificerade för NAC. Dess originalitet ligger på kombinationen av tre olika och kompletterande prospektiva tillvägagångssätt: från molekylära analyser av biopsier provtagna före och efter NAC, från in vitro BC Patient-Derived Organoids (PDO) som härmar patientens svar på NAC, och från Circulating Tumor Cells (CTCs) ) isolerad före/under/efter NAC. Detta projekt kommer att kombinera de mest avancerade teknologierna (RNA- och DNA-sekvensering från små mängder biologiskt material, sällsynta undergrupper/encellsisolering och multiomics-analyser) med innovativa modeller (läkemedelstestning på bröst-PDO, identifiering av reversibelt läkemedel- inducerade förändringar) och en smart kombination av robusta markörer involverade i läkemedelsresistens som alla har etablerats och körs i laboratoriet (jfr del B). De två sista punkterna har först nyligen blivit genomförbara tack vare två senaste tekniska framsteg: bröstcancer PDO-kulturer (Sachs N, et al. Cell. 2018) och CTCs isolering och karakterisering (Gkountela S, et al. Cell. 2019). I korthet kommer utredarna att använda seriella tumörbiopsier och blodprover från en kohort av BC-patienter som behandlats med NAC (Figur 1). Tumörbiopsier kommer att samlas in före och efter NAC. De kommer att analyseras med RNA-seq och targeted-NGS (exome) tillvägagångssätt för att fånga skillnaderna från NAC hos patienter med olika patologiska svar. De kommer också att användas för att generera BC PDO-modeller. De PDO-modeller som förutsäger NAC-svar kommer att utnyttjas som relevanta modeller för att undersöka NAC-resistens. Specifikt kommer utredarna att använda dessa modeller för att titta på in vitro "förvärvade reversibla" läkemedelsinducerade resistensmekanismer (dvs endast detekterbara under läkemedelsexponeringen). Blodprover kommer att samlas in före, under och efter NAC för att analysera CTC, och syftar till att identifiera "förvärvade reversibla" läkemedelsinducerade resistensmekanismer ex vivo, som utredarna kanske misslyckas med att upptäcka med endast före/efter NAC-proverna.

Såvitt vi vet är detta första gången som dessa tre innovativa tillvägagångssätt kommer att användas tillsammans för att på djupet undersöka ämnet "resistens" hos patienter som får NAC. Styrkan med denna kombination är att förutse olika - inte ömsesidigt uteslutande - situationer som kan uppstå ("medfödd", "förvärvad stabil" och/eller "reversibel" läkemedelsinducerad resistens). Varje tillvägagångssätt kommer att ge original, exakt och specifik information som kommer att bidra till att skapa ett mer komplett svar på denna fråga än de spridda och ofullständiga data som för närvarande finns tillgängliga i litteraturen.